[일반화학실험] 크로마토그래피 실험 레포트

Purpose

오늘의 일반화학실험1 레포트의 목적은,
 크로마토그래피의 기본 원리를 이해하고 색소의 극성의 개념을 통해 정상 또는 역상 크로마토그래피를 이용해 혼합물을 분리해낼 수 있다.

 

 

 

Theory

◆ 크로마토그래피의 기본 원리
 혼합 시료의 각종 성분들이 섞이지 않는 정지상과 이동상에서 서로 다른 농도평형을 나타냄으로써, 각 성분의 이동속도 차이를 이용해 혼합물을 물리적으로 분리하는 방법이다.


◆ 크로마토그래피의 용어
● 정지상 : 컬럼이나 모세관 등에 채워져서 고정되어있고 움직이지 않으면서 용질과 상호작용하는 물질을 말한다.

● 이동상 : 정지상을 통과하면서 이동하는 것을 말한다. 이동상은 일반적으로 액체, 기체, 초임계 유체를 사용한다.

● 정상 : 극성 정지상을 사용하는 크로마토그래피를 말한다. 이동상은 상대적으로 비극성인 것을 사용한다. 

● 역상 : 비극성 정지상을 사용하는 크로마토그래피이다. 이동상은 상대적으로 극성인 것을 사용한다. 

● 용리 : 크로마토그래피에서 시료 성분이 이동상 및 정지상과 상호작용을 하며 분리돼 유출되는 과정을 말한다.

● 용리액 : 크로마토그래피 분리를 위해서 흘려주는 용매를 말한다.

● 용출액 : 크로마토그래피 분리를 통해서 나온 용액을 말한다.

● 머무름 시간 : 분석 성분이 주입돼서 용출될 때 까지 걸린 시간  (= 정지상에 머무른 시간) 

● 크로마토그램 : 크로마토그래피에 의해서 분리되어 나오는 물질의 변화를, 시간에 따라 나타낸 그래프를 말한다. 일반적으로 가로축은 시간 또는 부피로 나타내고, 세로축은 분석 물질의 검출 신호로 나타내게 된다. 





◆ 크로마토그래피 종류

정지상 특성에 따른 분류
이동상에 따른 분류
메커니즘에 따른 분류
● 컬럼 크로마토그래피
● 평면 크로마토그래피
● 기체 크로마토그래피
● 액체 크로마토그래피
● 초임계 유체 크로마토그래피
● 흡착 크로마토그래피
● 분배 크로마토그래피
● 이온 교환 크로마토그래피
● 크기 배제 크로마토그래피
● 친화 크로마토그래피



◆ 전기음성도(Electro negativity)
분자를 구성하는 원자들이 공유전자들을 자기 쪽으로 끌어당기는 능력이다. 


◆ 극성(Polarity)
이중극자 이상의 다중극자를 갖는 분자나 분자단에서 전하의 분리가 나타나는 것을 말한다. 전자구름이 몰려서 생겨나는 쌍극자 모멘트로 표현하기도 하는데, 구조적 비대칭성이나 구성 원자간의 전기음성도 차이에 의하여 발생한다. 극성 분자는 전자가 한쪽으로 치우쳐져 있고 극성용매에 잘 녹고, 무극성 분자는 반대로 전자가 고르게 분포되어있고 무극성 용매에 잘 녹는다.


◆ Rf value
Retention factor의 줄임말으로, 크로마토 그래피에서 출발선으로부터 용매가 이동한 거리와 시료가 이동한 거리의 비를 나타낸 것이다. 

Result

용매의 이동거리 : 3cm

값을 비교해본 결과, 미지시료가 분리되어 나온 3가지 물질(속성)중 미지시료2번은 빨간색소와, 미지시료 3번은 노란색소와 값이 같기 때문에 각각 성질이 비슷하다는 것으로 추론할 수 있다. 따라서, 본래 미지시료 속에는 빨간색소의 속성과 노란색소의 속성을 가지고 있었다.

Discussion

◆ 궁금한점 & 더 알고싶은점
Q1. 이동상으로 쓰일 전개용매를 단순하게 증류수만으로 하면 안되는 걸까? 실험에서는 왜 6ml 부탄올, 1.5ml아세트산, 2.5ml 증류수를 섞어 만들었을까?

Q2. 개별 성분들을 완전히 분리해내고 싶으면 어떻게 해야할까?

◆ 오차분석 및 고찰

◆ 느낀점 & 고찰

 

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크로마토그래피 레포트

 

 

Reference

1) [실험4] chromatography.pptm
2) [네이버 지식백과] 크로마토그래피 [chromatography] (화학백과)
3) wikimedia.org : 'FIle:chrom.gif'
4) zumdahl, 줌달의 ‘일반화학’9th ed. 전기음성도 p376
5) 위키백과, 극성(화학)
6) [네이버 지식백과] Rf값 [Rf value] (화학용어사전)